230 likes | 386 Views
ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЛЕНИЯ ТРАНСАКТИНИДОВ НА СВЗ-100. Фурсов Б.И. Директор Отделения 1 - Института ядерной и нейтронной физики ГНЦ РФ «Физико-энергетический институт имени А.И.Лейпунского ». Перспективные ядерные технологии, требующие "новых" ядерных данных:.
E N D
ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЛЕНИЯ ТРАНСАКТИНИДОВ НА СВЗ-100 Фурсов Б.И. Директор Отделения 1 - Института ядерной и нейтронной физики ГНЦ РФ «Физико-энергетический институт имени А.И.Лейпунского»
Перспективные ядерные технологии, требующие "новых" ядерных данных: Достижение повышенного выгорания ядерного топлива для всех типов реакторов. Использование энергетического и излишков оружейного плутония. Замыкание ядерного топливного цикла. Трансмутация младших актинидов в быстрых реакторах-выжигателях и в системах, управляемых ускорителем (ADS).
Нуклид Захват, % Деление % Неупругое рассеяние, % Np-237 15 (5) 7 (3) 30 (10) Pu-238 25 (10) 10 (5) 40 (30) Am-241 10 (5) 10 (5) 30 (10) Am-242m 30 (10) 15 (5) 40 (30) Am-243 30 (10) 10 (5) 30 (30) Cm-242 50 (10) 20 (5) 30 (30) Cm-243 50 (10) 15 (5) 30 (30) Cm-244 30 (20) 10 (5) 30 (30) Достигнутые и требуемые (в скобках) точностисечений важнейших младших актинидов
ВЫВОДЫ • Для принципиального повышения точности ядерных данных для МА необходимо: • проведение измерений сечений деления МА; • проведение теоретических расчетов и оценка других парциальных сечений; • подготовка полных файлов ядерных данных.
Задачи ГНЦ РФ-ФЭИ • Радиохимическая очистка МА • Изготовление делящихся образцов • Измерение чисел делящихся ядер • Подготовка многосекционных камер деления и детекторной электроники • Участие в измерениях на СВЗ • Обработка результатов измерений
Перечень МА • Am-241 Am-242m Am-243 • Cm-243 Cm-244 Cm-245 • Cm-246 Cm-247 Cm-248 • Энергия нейтронов: 0,1 эВ - 20 кэВ
СПЕКТРОМЕТР ПО ВРЕМЕНИ ЗАМЕДЛЕНИЯ НЕЙТРОНОВ В СВИНЦЕ СВЗ-!))
СВЗ-100 • Свинец – сверхчистый (99.996%) • Масса каждого блока ~ 1 т • Поверхность блоков специально обработана • Мишень – свинец, охлаждаемый воздухом • Длина – 3.3 м • Ширина – 1.62 м • Высота– 1.79 м • Стальная платформа на высоту 66 cмнад бетонным полом
ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЕКТРОМЕТРА • Энергия протонов (MMФ) = 209 MэВ • t = 0.5÷2 µs • f = 50 Hz • Ток в импульсе = 8÷10 mA, <I> = 8÷10 µA • Энергетическое разрешение ~ 35 % • Электроника позволяет проводить временной и амплитудный анализделений во временном интервале до18 ms. • Детекторная система является многосекционными камерами деления, размещенными в операционных каналах СВЗ-100 на расстоянии 120 см от центра источника нейтронов
Делящиеся образцы Изотопная композиция делящихся образцов (атомных %): • Am-242m – 80.89±0,09m = 3.44 µg • Cm-244 - 99,32±0,04m=4.51±0.09 µg • Cm-245 – 98.48±0,01 m = 3.06±0.09 µg • U-236 – 99.845±0.005m=1.6 mg • U-238 – 99.999 m=1.5 mg • Pu-239 – 99.994±0,001 m= 17÷550 µg
Амплитудные спектры камер деления
СЕЧЕНИЕ ДЕЛЕНИЯ U-236 – ENDF/B-7 data;○– present work; ○– [Cramer], …– [Muradyan], ─– [Parker]
Am-242m epithermal neutrons The reduced fission cross-section of Am-242m (top) and Cm-245 (bottom)) from 10 mэВ to 1 эВ. ○ – СВЗ –100; ─ – ENDF/B-7]; – Dabbs; -·- – Kai; ◊ – 25.3 meV (IAEA); ○ – Browne
Am-242mresonance energy range Приведенное сечение деления Am-242m от 0.8 эV to 30 kэВ. ○ – СВЗ-100; ─ – [ENDF-B7]; – [Browne], – [Dabbs];◊– [Kai].
СЕЧЕНИЕ ДЕЛЕНИЯ Cm-243 В ЭПИТЕПЛОВОЙ ОБЛАСТИ
Сечение деления Сm-243 в резонансной области
Сечение деления Cm-244 в эпитепловой области
Cm-245 resonance neutrons Сечение деления Cm-245от 0.5 эV to 20 kэV. ○ – СВЗ-100 [3]; ─– ENDF/B-7 [4]; ◊– LSDS-44 [Gerasimov]; – [White]; ○ – [Moore].
Заключение • Использование СВЗ-100 позволило провести измерение сечений деления U-236, Am-242m, Cm-243, Cm-244 и Cm-245 в диапазоне энергии нейтронов от 0.03 эВ до 20 кэВ. • По сравнению с первыми сеансами, оперативный диапазон был расширен в область эпитепловых нейтронов. • Новые результаты настаивают на ревизии принятых оценок разных стран для всех сечений деления изученных ядер. • Результаты опубликованы в 10 научных трудах. • Проведение еще одного сеанса позволит получить новые результаты для Am-241, Am-243, Cm-247, Cm-248 и внести уточнения в уже полученные данные.
ОСНОВНЫЕ ИСПОЛНИТЕЛИ • ИЯИ РАН: Коллектив ММФ, А.А.Алексеев, А.А.Бергман, А.И.Берлев, Э.А.Коптелов • ГНЦ РФ-ФЭИ: Б.Ф.Самылин, А.М.Труфанов, Б.И.Фурсов, В.С.Шорин